FR3093175A1 - SYSTEM FOR MEASURING BENDING SURFACE DEFORMATION OF A MATERIAL - Google Patents
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Abstract
SYSTEME DE MESURE D’UNE DEFORMATION DE SURFACE EN FLEXION D’UN MATERIAU L’invention concerne un système de mesure (1) d’une déformation de surface en flexion d’un matériau, adapté pour coopérer avec une machine d’essai en flexion muni d’un montage de flexion quatre points (80) permettant de déformer une éprouvette (70) dudit matériau, ledit système de mesure (1) comprenant :- une première partie comprenant des dents latérales (12), configurées pour être en appui contre une surface supérieure (71) de l’éprouvette, et un premier support de charge (20) relié aux dents latérales (12), configuré pour appliquer auxdites dents latérales (12) un effort constant orienté vers l’éprouvette (70), la première partie étant mobile en translation selon un axe (A) perpendiculaire au plan de la surface supérieure (71) de l’éprouvette,- une deuxième partie comprenant une dent centrale (32) parallèle aux dents latérales (12), configurée pour être en appui contre la surface supérieure (71) de l’éprouvette, et un deuxième support de charge (40) relié à la dent centrale (32), configuré pour appliquer à ladite dent centrale (32) un effort constant orienté vers l’éprouvette (70), la deuxième partie étant mobile en translation par rapport à la première partie selon un axe parallèle à l’axe (A) de la première partie,- un dispositif de mesure comprenant un capteur de déformation (50), le capteur de déformation comprenant un premier bras (51) relié à la première partie, un deuxième bras (53) relié à la deuxième partie, et dans lequel le premier bras (51) et le deuxième bras (53) sont séparés l’un de l’autre d’un écart variable (ΔB), le dispositif de mesure étant configuré pour mesurer ledit écart variable (ΔB). Figure pour l’abrégé : Fig. 9The invention relates to a system (1) for measuring a bending surface deformation of a material, adapted to cooperate with a bending testing machine provided with a four-point bending assembly (80) making it possible to deform a test piece (70) of said material, said measuring system (1) comprising: - a first part comprising lateral teeth (12), configured to rest against an upper surface (71) of the specimen, and a first load support (20) connected to the lateral teeth (12), configured to apply to said lateral teeth (12) a constant force directed towards the specimen (70), the first part being movable in translation along an axis (A) perpendicular to the plane of the upper surface (71) of the test piece, - a second part comprising a central tooth (32) parallel to the lateral teeth (12), configured to be in bearing against the upper surface (71) of the test piece, and a second load support (40) connected to the central tooth (32), configured to apply to said central tooth (32) a constant force oriented towards the test piece (70), the second part being movable in translation with respect to the first part along an axis parallel to the axis (A) of the first part, - a measuring device comprising a deformation sensor (50), the deformation sensor comprising a first arm (51) connected to the first part, a second arm (53) connected to the second part, and in which the first arm (51) and the second arm (53) are separated from each other by a variable deviation (ΔB), the measuring device being configured to measure said variable deviation (ΔB). Figure for the abstract: Fig. 9
Description
La présente invention concerne le domaine des essais en flexion de pièces mécaniques, et plus particulièrement la mesure de la déformation de surface en flexion de ces pièces lors de la mise en œuvre de tels essais.The present invention relates to the field of bending tests of mechanical parts, and more particularly the measurement of the surface deformation in bending of these parts during the implementation of such tests.
Les essais de flexion sont couramment utilisés dans l’industrie afin de tester en fatigue la surface des matériaux. En d’autres termes, ces essais permettent d’étudier la résistance mécanique en flexion de la surface des matériaux. Le matériau à étudier se présente typiquement sous la forme d’une éprouvette dont les dimensions sont adaptées à celles des machines d’essais.Bending tests are commonly used in industry to test the surface of materials for fatigue. In other words, these tests make it possible to study the mechanical resistance in bending of the surface of the materials. The material to be studied is typically in the form of a specimen whose dimensions are adapted to those of the testing machines.
Ces essais sont généralement pilotés en force. Un problème du pilotage en force est que cependant que l’amplitude de déformation augmente au cours de l’essai.These tests are generally force-controlled. A problem of force control is that however the amplitude of deformation increases during the test.
Une solution à ce problème est de piloter les essais en déformation. La mesure de la courbure de l’éprouvette lors de sa déformation nécessite au minimum deux capteurs, typiquement des capteurs LVDT (de l’anglais « linear variable differential transformer ») espacés pour mesurer le déplacement de l’éprouvette en deux points. Le calcul de la différence entre ces deux mesures permet d’obtenir la valeur de la courbure. Les espaces existant dans les machines d’essais actuelles sont cependant trop petits pour pouvoir y insérer ces capteurs.A solution to this problem is to control the deformation tests. The measurement of the curvature of the specimen during its deformation requires at least two sensors, typically LVDT sensors (from the English "linear variable differential transformer") spaced to measure the displacement of the specimen at two points. The calculation of the difference between these two measurements makes it possible to obtain the value of the curvature. However, the existing spaces in current testing machines are too small to be able to insert these sensors.
Pour pallier ce problème, il est connu de coller des capteurs, sous forme de jauges de déformation, directement sur l’éprouvette.To overcome this problem, it is known to stick sensors, in the form of strain gauges, directly on the specimen.
Toutefois, ces jauges sont sensibles à la température, ce qui peut les rendre inutilisable en fonction des conditions thermiques des essais, et ont une durée de vie généralement inférieure à la durée de vie de l’essai.However, these gauges are temperature sensitive, which may render them unusable depending on the thermal conditions of the tests, and have a lifetime that is generally less than the lifetime of the test.
Il est possible d’utiliser un dispositif, appelé généralement « extensomètre », comprenant des bras espacés les uns des autres, dits « touches », munis de capteurs et configurés pour venir au contact de l’éprouvette. La proximité des capteurs avec l’éprouvette ne règle cependant pas le problème de la réalisation d’essais à haute température.It is possible to use a device, generally called an “extensometer”, comprising arms spaced apart from each other, called “keys”, equipped with sensors and configured to come into contact with the specimen. However, the proximity of the sensors to the specimen does not solve the problem of carrying out tests at high temperature.
Un exemple d’extensomètre est celui commercialisé par la société METCUT. Il comprend des touches courbées, dont une touche supérieure avec un point de contact au centre de la surface supérieure de l’éprouvette, et deux touches inférieures avec deux points de contact écartés sur la surface inférieure de l’éprouvette. Le corps de l’extensomètre est accroché à la partie fixe du montage. Un inconvénient est que lors du déplacement global de l’éprouvette, l’extensomètre a un mouvement de rotation qui introduit une erreur de mesure de la courbure.An example of an extensometer is the one marketed by the company METCUT. It includes curved keys, including an upper key with a contact point in the center of the upper surface of the specimen, and two lower keys with two contact points spaced apart on the lower surface of the specimen. The body of the extensometer is attached to the fixed part of the assembly. A disadvantage is that during the global displacement of the specimen, the extensometer has a rotational movement which introduces a curvature measurement error.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTIONBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Un but de l’invention est de proposer un système de mesure d’une déformation de surface en flexion d’une pièce mécanique, qui s’affranchit des contraintes de l’état de l’art, en permettant la réalisation de mesures fiables et précises, pendant toute la durée des essais en flexion, indépendamment des conditions expérimentales auxquelles l’éprouvette est soumise pendant ces essais en flexion.An object of the invention is to propose a system for measuring a surface deformation in bending of a mechanical part, which overcomes the constraints of the state of the art, by allowing the realization of reliable and precise, throughout the duration of the bending tests, independently of the experimental conditions to which the specimen is subjected during these bending tests.
Le haut niveau de qualité des mesures permet de piloter l’essai en déformation sous différents rapports de déformation notamment moins 1. C’est-à-dire réaliser une déformation alternée positive négative qui permet de déterminer le nombre de cycles à amorçage d’une fissure.The high level of quality of the measurements makes it possible to control the deformation test under different deformation ratios, in particular minus 1. That is to say, to carry out an alternating positive negative deformation which makes it possible to determine the number of cycles at initiation of a rift.
A cette fin, l’invention concerne un système adapté pour coopérer avec une machine d’essai en flexion muni d’un montage de flexion quatre points permettant de déformer une éprouvette dudit matériau, ledit système de mesure comprenant :
- une première partie comprenant :
- des dents latérales, configurées pour être en appui contre une surface supérieure de l’éprouvette en deux zones d’appui latérales respectives,
- un premier support de charge relié aux dents latérales, configuré pour appliquer auxdites dents latérales un effort constant orienté vers l’éprouvette,
la première partie étant mobile en translation selon un axe perpendiculaire au plan de la surface supérieure de l’éprouvette,
- une deuxième partie comprenant :
- une dent centrale parallèle aux dents latérales, configurée pour être en appui contre la surface supérieure de l’éprouvette en une zone d’appui centrale agencée entre les zones d’appui latérales,
- un deuxième support de charge relié à la dent centrale, configuré pour appliquer à ladite dent centrale un effort constant orienté vers l’éprouvette,
la deuxième partie étant mobile en translation par rapport à la première partie selon un axe parallèle à l’axe de la première partie,
- un dispositif de mesure comprenant un capteur de déformation, le capteur de déformation comprenant :
- un premier bras relié à la première partie,
- un deuxième bras relié à la deuxième partie,
dans lequel le premier bras et le deuxième bras sont séparés l’un de l’autre d’un écart variable, le dispositif de mesure étant configuré pour mesurer ledit écart variable.
- a first part comprising:
- lateral teeth, configured to bear against an upper surface of the specimen in two respective lateral bearing zones,
- a first load support connected to the side teeth, configured to apply to said side teeth a constant force oriented towards the specimen,
the first part being movable in translation along an axis perpendicular to the plane of the upper surface of the specimen,
- a second part comprising:
- a central tooth parallel to the lateral teeth, configured to bear against the upper surface of the specimen in a central bearing zone arranged between the lateral bearing zones,
- a second load support connected to the central tooth, configured to apply to said central tooth a constant force directed towards the specimen,
the second part being movable in translation relative to the first part along an axis parallel to the axis of the first part,
- a measuring device comprising a deformation sensor, the deformation sensor comprising:
- a first arm connected to the first part,
- a second arm connected to the second part,
wherein the first arm and the second arm are separated from each other by a variable gap, the measuring device being configured to measure said variable gap.
Les deux parties du système sont mobiles en translation par rapport à l’éprouvette et l’une par rapport à l’autre, et se déplacent au fur et à mesure de la déformation de la surface supérieure de l’éprouvette.The two parts of the system are mobile in translation relative to the specimen and relative to each other, and move as the upper surface of the specimen deforms.
Le dispositif de mesure est lié à chacune des première et deuxième parties du système.The measuring device is linked to each of the first and second parts of the system.
L’écartement relatif entre la dent centrale et les dents latérales est mesuré par le dispositif de mesure au cours de l’essai et donne une mesure de la déformation de la surface supérieure de l’éprouvette du matériau étudié.The relative spacing between the central tooth and the lateral teeth is measured by the measuring device during the test and gives a measure of the deformation of the upper surface of the specimen of the material under study.
On obtient alors une mesure fiable et répétable de déformation, tout en préservant l’intégrité du capteur qui est déporté de l’éprouvette. Il devient alors possible de réaliser des essais de déformation en flexion à haute température sans risquer de dégrader le capteur.A reliable and repeatable measurement of deformation is then obtained, while preserving the integrity of the sensor which is remote from the specimen. It then becomes possible to carry out bending deformation tests at high temperature without risking degrading the sensor.
Dans le présent texte, les termes « supérieur » et « inférieur », « haut » et « bas », ou autres termes apparentés qui désignent une position, un agencement, ou une direction, doivent être compris selon une utilisation courante du montage de déformation en flexion et du système de mesure. Dans une utilisation courante du système de mesure, une éprouvette d'essai prélevée dans le matériau à caractériser et usinée à des dimensions normalisées est positionnée de manière sensiblement perpendiculaire à un plan d’appui du système, qui est typiquement le sol, la surface de l’éprouvette dont on étudie la déformation étant dite « surface supérieure » ou « surface exposée », et la surface de l’éprouvette opposée à la surface supérieure étant dite « surface inférieure » ou « surface d’appui ».In this text, the terms "upper" and "lower", "top" and "bottom", or other related terms which designate a position, an arrangement, or a direction, are to be understood according to a common use of the deformation assembly. in bending and the measuring system. In a common use of the measurement system, a test specimen taken from the material to be characterized and machined to standardized dimensions is positioned substantially perpendicular to a support plane of the system, which is typically the ground, the surface of the specimen whose deformation is being studied being referred to as the “upper surface” or “exposed surface”, and the surface of the specimen opposite the upper surface being referred to as the “lower surface” or “bearing surface”.
Les différents éléments constitutifs du système de mesure seront ainsi désignés en référence aux termes « supérieur » et « inférieur » tels que définis précédemment.The various constituent elements of the measurement system will thus be designated with reference to the terms “upper” and “lower” as defined previously.
Selon d’autres aspects, le dispositif de mesure proposé présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles :
- L’extrémité des dents latérales et/ou l’extrémité de la dent centrale en appui contre la surface supérieure de l’éprouvette sont en biseau. L’appui des dents sur l’éprouvette est ainsi linéaire, ce qui permet de ne pas dégrader la surface de l’éprouvette, contrairement à des extrémités pointues qui ont tendance à creuser des trous dans laite surface, qui peuvent former une amorce de rupture.
- Les dents latérales sont reliées à un tube creux qui s’étend selon un axe perpendiculaire au plan de la surface supérieure de l’éprouvette, et la dent centrale se présente sous la forme d’une tige coaxiale au tube, apte à dépasser axialement hors du tube depuis une extrémité inférieure dudit tube, la dent centrale étant configurée pour se déplacer en translation à l’intérieur dudit tube.
- Le premier support de charge est relié au tube, le deuxième support de charge est relié à une portion supérieure de la tige apte à dépasser axialement hors du tube depuis une extrémité supérieure dudit tube, le premier bras du capteur de déformation est relié au tube, et le deuxième bras du capteur de déformation est relié à la portion supérieure de la tige.
- Le premier support de charge comprend un balancier comprenant une barre qui s’étend de manière perpendiculaire à l’axe de translation de la première partie, et des masses montées aux extrémités de la barre, le deuxième support de charge comprend un balancier comprenant une barre qui s’étend de manière perpendiculaire à l’axe de translation de la deuxième partie, et des masses montées aux extrémités de la barre, et les masses du premier support de charge et du deuxième support de charge sont configurées pour que le centre de gravité des balanciers et du capteur de déformation soit aligné avec la dent centrale.
- Le système de mesure comprend en outre une structure creuse comprenant une paroi latérale délimitant un volume interne ouvert en deux orifices situés au niveau d’une partie supérieure et d’une partie inférieure de la structure, ladite structure étant configurée pour loger au moins partiellement la première partie et la deuxième partie du système dans son volume interne, et la partie supérieure de la structure étant configurée pour être reliée à une machine de déformation de surface en flexion et la partie inférieure de la structure étant configurée pour être reliée au montage en flexion quatre points.
- La paroi latérale de la structure comprend deux ouvertures traversantes en regard l’une de l’autre, délimitées par une bordure de la paroi, et au travers desquelles s’étendent les balanciers du premier support de charge et du deuxième support de charge, le balancier du premier support de charge comprend des roulements configurés pour rouler le long des bordures des ouvertures lorsque la première partie se déplace, et le balancier du deuxième support de charge comprend des roulements configurés pour rouler le long des bordures des ouvertures lorsque la deuxième partie se déplace.
- Le système de mesure comprend en outre un bouchon centreur agencé dans l’ouverture de la partie inférieure de la structure, le bouchon centreur étant configuré pour guider la première partie en translation.
- La première partie comprend un support comprenant deux parties de support collées l’une à l’autre de manière à enfermer une portion des dents latérales.
- The end of the lateral teeth and/or the end of the central tooth resting against the upper surface of the specimen are bevelled. The support of the teeth on the specimen is thus linear, which makes it possible not to degrade the surface of the specimen, unlike pointed ends which tend to dig holes in the surface, which can form an incipient fracture. .
- The lateral teeth are connected to a hollow tube which extends along an axis perpendicular to the plane of the upper surface of the specimen, and the central tooth is in the form of a rod coaxial with the tube, able to protrude axially out of of the tube from a lower end of said tube, the central tooth being configured to move in translation inside said tube.
- The first load support is connected to the tube, the second load support is connected to an upper portion of the rod capable of projecting axially out of the tube from an upper end of said tube, the first arm of the deformation sensor is connected to the tube, and the second arm of the deformation sensor is connected to the upper portion of the rod.
- The first load carrier comprises a balance beam comprising a bar which extends perpendicular to the translation axis of the first part, and masses mounted at the ends of the bar, the second load support comprises a balance beam comprising a bar which extends perpendicular to the axis of translation of the second part, and masses mounted at the ends of the bar, and the masses of the first load carrier and the second load carrier are configured so that the center of gravity of the rockers and the deformation sensor is aligned with the central tooth.
- The measurement system further comprises a hollow structure comprising a side wall delimiting an internal volume open into two orifices located at an upper part and a lower part of the structure, said structure being configured to at least partially house the first part and the second part of the system in its internal volume, and the upper part of the structure being configured to be connected to a flexural surface deformation machine and the lower part of the structure being configured to be connected to the flexural assembly four points.
- The side wall of the structure comprises two through openings facing each other, delimited by a border of the wall, and through which extend the rockers of the first load support and of the second load support, the the balancer of the first load carrier includes bearings configured to roll along the edges of the openings as the first part moves, and the balancer of the second load carrier includes bearings configured to roll along the edges of the openings as the second part moves moves.
- The measurement system further comprises a centering plug arranged in the opening of the lower part of the structure, the centering plug being configured to guide the first part in translation.
- The first part comprises a support comprising two support parts glued together so as to enclose a portion of the side teeth.
L’invention se rapporte également à un système d’essai en déformation de surface en flexion d’un matériau sous la forme d’une éprouvette, comprenant :
- une machine d’essai en flexion muni d’un montage de flexion quatre points, ladite machine d’essai étant configurée pour appliquer une contrainte de déformation en flexion à l’éprouvette par l’intermédiaire du montage quatre points afin de déformer l’éprouvette en flexion,
- un système de mesure tel que décrit précédemment, permettant de mesurer la déformation de surface en flexion de la surface supérieure de l’éprouvette en fonction de la contrainte de déformation appliquée par la machine d’essai.
- a bend testing machine provided with a four point bend fixture, said testing machine being configured to apply a bending strain stress to the specimen through the four point fixture to deform the specimen in flexion,
- a measurement system as described previously, making it possible to measure the surface deformation in bending of the upper surface of the specimen as a function of the deformation stress applied by the testing machine.
A cette fin, la présente invention concerne un système…To this end, the present invention relates to a system…
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées suivantes :Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the following description given by way of illustrative and non-limiting example, with reference to the following appended figures:
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Un premier objet de l’invention concerne un système de mesure d’une déformation de surface en flexion d’un matériau.A first object of the invention relates to a system for measuring a surface deformation in bending of a material.
Le système de mesure s’intègre dans un système d’essai en déformation de surface en flexion, dans lequel il est configuré pour coopérer avec une machine d’essai en flexion et un montage de flexion quatre points permettant de déformer une éprouvette dudit matériau.The measurement system is integrated into a bending surface deformation test system, in which it is configured to cooperate with a bending test machine and a four-point bending assembly allowing a specimen of said material to be deformed.
Le principe d’un montage quatre points est le suivant. Lors d’un essai de flexion en déformation, une machine d’essai impose via une cellule de force une contrainte mécanique sur une portion centrale utile de la surface supérieure de l’éprouvette en deux points de pression, tandis que des portions latérales de la surface inférieure sont supportés sur les deux autres points d’appui du montage.The principle of a four-point assembly is as follows. During a deformation bending test, a testing machine imposes via a force cell a mechanical stress on a useful central portion of the upper surface of the specimen at two pressure points, while lateral portions of the lower surface are supported on the other two support points of the assembly.
L’éprouvette se déforme ainsi sous la contrainte mécanique. La surface supérieure dont on étudie la déformation subit ainsi une contrainte en compression, tandis que la surface inférieure subit une contrainte en traction.The specimen thus deforms under mechanical stress. The upper surface whose deformation is studied thus undergoes a compressive stress, while the lower surface undergoes a tensile stress.
Comparativement à un essai de flexion trois point, l’essai de flexion quatre point offre l’avantage de ne pas contraindre l’éprouvette au niveau de la zone de rupture, ce qui permet de ne pas endommager l’éprouvette et de conserver une contrainte constante en surface de la partie utile de l’éprouvette.Compared to a three-point bending test, the four-point bending test offers the advantage of not constraining the specimen at the fracture zone, which makes it possible not to damage the specimen and to maintain a stress. constant at the surface of the useful part of the specimen.
Un mode de réalisation du système de mesure va maintenant être décrit en référence aux figures 1 à 9.An embodiment of the measurement system will now be described with reference to Figures 1 to 9.
En référence à la figure 1, le système de mesure 1 comprend un tube creux 11 qui s’étend selon un axe A sensiblement perpendiculaire à la surface supérieure 71 de l’éprouvette au repos. L’éprouvette 70 est dite « au repos » lorsqu’aucune contrainte mécanique ne lui est appliquée, typiquement avant la réalisation d’un essai de déformation en flexion.Referring to Figure 1, the measuring system 1 comprises a hollow tube 11 which extends along an axis A substantially perpendicular to the upper surface 71 of the specimen at rest. The specimen 70 is said to be “at rest” when no mechanical stress is applied to it, typically before performing a bending deformation test.
Le système de mesure 1 comprend également un support 14 auquel est fixée une portion inférieure 19 du tube. Selon un mode de réalisation le support 14 se compose de deux parties 16 et 17 configurées pour venir au contact l’une de l’autre afin d’enserrer la portion inférieure du tube dans le volume interne du support ainsi formé. Les deux parties 16 et 17 du support sont maintenues collées l’une à l’autre par tout moyen de serrage adéquat, de préférence par des vis de serrage 15.The measuring system 1 also comprises a support 14 to which is fixed a lower portion 19 of the tube. According to one embodiment, the support 14 consists of two parts 16 and 17 configured to come into contact with each other in order to enclose the lower portion of the tube in the internal volume of the support thus formed. The two parts 16 and 17 of the support are held glued to each other by any suitable clamping means, preferably by clamping screws 15.
Le support 14 s’étend de manière sensiblement transversale, c’est-à-dire de manière perpendiculaire à l’axe A. Le support a de préférence une section carrée ou rectangulaire, et forme un parallélépipède rectangle dont la longueur s’étend en direction transversale et la largeur s’étend en direction axiale, c’est-à-dire de manière parallèle à l’axe A.The support 14 extends substantially transversely, that is to say perpendicularly to the axis A. The support preferably has a square or rectangular section, and forms a rectangular parallelepiped whose length extends in transverse direction and the width extends in the axial direction, i.e. parallel to axis A.
Le système 1 comprend en outre une tige 31 logée à l’intérieur du tube 11, et configurée pour se déplacer en translation le long du tube, et par rapport audit tube, selon l’axe A.System 1 further comprises a rod 31 housed inside tube 11, and configured to move in translation along the tube, and relative to said tube, along axis A.
La tige 31 dépasse axialement hors du tube depuis les extrémités supérieure et inférieure du tube, et définit ainsi une portion supérieure et une portion inférieure de tige.Stem 31 protrudes axially out of the tube from the upper and lower ends of the tube, and thus defines an upper portion and a lower stem portion.
La portion inférieure de la tige qui dépasse du tube forme une dent centrale 32. La dent centrale 32 s’étend vers le bas, en direction de l’éprouvette, depuis le support 14. La dent centrale 32 est munie d’une extrémité 33 configurée pour venir en appui contre la surface supérieure 71 de l’éprouvette en une zone d’appui centrale 72.The lower portion of the rod which protrudes from the tube forms a central tooth 32. The central tooth 32 extends downward, in the direction of the specimen, from the support 14. The central tooth 32 is provided with an end 33 configured to bear against the upper surface 71 of the specimen in a central bearing zone 72.
Le système 1 comprend également des dents latérales 12. Les dents latérales 12 sont de préférence des tiges dont la structure est similaire à celle de la dent centrale 32. Les dents latérales 12 sont fixées au support 14, et s’étendent parallèlement à la dent centrale 32 depuis le support vers le bas en direction de l’éprouvette.The system 1 also includes side teeth 12. The side teeth 12 are preferably rods whose structure is similar to that of the central tooth 32. The side teeth 12 are fixed to the support 14, and extend parallel to the tooth central 32 from the support downwards in the direction of the specimen.
Les dents latérales 12 sont fixées au support de préférence par les vis de serrage 15 qui assurent à la fois le maintien des dents latérales en position fixe par rapport au support et le collage des deux parties 16 t 17 du support entre elles.The side teeth 12 are fixed to the support preferably by the clamping screws 15 which ensure both the maintenance of the side teeth in a fixed position relative to the support and the bonding of the two parts 16 t 17 of the support together.
L’extrémité 13 des dents latérales 12 est configurée pour venir en appui contre la surface supérieure 71 de l’éprouvette en des zones d’appui latérales 73 respectifs agencés de part et d’autre de la zone d’appui centrale 72.The end 13 of the lateral teeth 12 is configured to bear against the upper surface 71 of the specimen in respective lateral bearing zones 73 arranged on either side of the central bearing zone 72.
Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l’ensemble comprenant la tige 31 munie de la dent centrale 32, les dents latérales 12, et le tube 11, forment une fourche, également désignée comme « palpeur de déformation », configurée pour venir en appui contre la surface supérieure 71 de l’éprouvette 70. La fourche reste au contact de la surface exposée via ses dents centrale 32 et latérales 12 pendant la déformation de l’éprouvette.According to the embodiment illustrated in Figure 1, the assembly comprising the rod 31 provided with the central tooth 32, the side teeth 12, and the tube 11, form a fork, also designated as "deformation feeler", configured to come to bear against the upper surface 71 of the specimen 70. The fork remains in contact with the exposed surface via its central 32 and lateral 12 teeth during the deformation of the specimen.
Ainsi, la fourche sert de lien physique entre la surface supérieure 71 et le dispositif de mesure 50 décrit dans la suite, et l’évolution du déplacement de la dent centrale 32 par rapport aux dents latérales 12 au cours de l’essai est mesuré par le dispositif de mesure relié auxdites dents, ce qui permet d’obtenir la déformation en flexion de la surface supérieure de l’éprouvette.Thus, the fork serves as a physical link between the upper surface 71 and the measuring device 50 described below, and the evolution of the displacement of the central tooth 32 relative to the lateral teeth 12 during the test is measured by the measuring device connected to said teeth, which makes it possible to obtain the bending deformation of the upper surface of the specimen.
Plus en détail, la figure 3 illustre un différentiel ΔL qui est l’écart entre l’extrémité de la dent centrale 32 en appui contre la surface en une zone d’appui centrale 72 et l’extrémité des dents latérales 12 en appui contre la surface en des zones d’appui latérales 73. C’est ce différentiel ΔL qui est mesuré par le dispositif de mesure au cours d’un essai. La mesure de ce différentiel ΔL en fonction de la contrainte imposée à l’éprouvette pendant l’essai permet d’établir un profil de déformation de surface en flexion du matériau constitutif de l’éprouvette.In more detail, FIG. 3 illustrates a differential ΔL which is the difference between the end of the central tooth 32 bearing against the surface in a central bearing zone 72 and the end of the lateral teeth 12 bearing against the surface in lateral support zones 73. It is this differential ΔL which is measured by the measuring device during a test. The measurement of this differential ΔL as a function of the stress imposed on the specimen during the test makes it possible to establish a surface deformation profile in bending of the material constituting the specimen.
Les dents latérales 12 sont de préférence agencées chacune de part et d’autre et à égale distance de la dent centrale 32. Les dents latérales 12 fournissent ainsi des zones d’appui latérales 73 symétriques sur la surface 71 de l’éprouvette par rapport à la zone d’appui centrale 72, ce qui uniformise le contact de de l’ensemble des dents centrale et latérales sur l’éprouvette et améliore ainsi la précision de la mesure.The lateral teeth 12 are preferably each arranged on either side and at equal distance from the central tooth 32. The lateral teeth 12 thus provide symmetrical lateral bearing zones 73 on the surface 71 of the specimen with respect to the central support zone 72, which standardizes the contact of all the central and lateral teeth on the specimen and thus improves the precision of the measurement.
Il est possible de prévoir plus de deux dents latérales, préférablement réparties deux à deux de part et d’autre et à égale distance de la dent centrale.It is possible to provide more than two lateral teeth, preferably distributed two by two on either side and at equal distance from the central tooth.
De manière avantageuse, l’extrémité de la dent centrale 32 et/ou l’extrémité des dents latérales 12 sont en biseau. De cette manière l’appui des dents sur la surface de l’éprouvette se fait selon une ligne. Le biseau est réalisé de manière à ce que la ligne soit perpendiculaire à la longueur L de l’éprouvette comme on peut le voir sur la figure 2. Cet appui linéaire permet de ne pas dégrader la surface de l’éprouvette, contrairement à des extrémités pointues qui ont tendance à creuser des trous dans laite surface, qui peuvent former une amorce de rupture. Un autre avantage de cet appui linéaire est qu’il permet de réduire la surface de contact entre les dents et l’éprouvette, assure que toute la surface de l’extrémité des dents soit au contact de la surface exposée de l’éprouvette. Ceci améliore la qualité du contact entre les dents et l’éprouvette, et améliore ainsi la précision de la mesure.Advantageously, the end of the central tooth 32 and/or the end of the side teeth 12 are bevelled. In this way the support of the teeth on the surface of the specimen is done along a line. The bevel is made in such a way that the line is perpendicular to the length L of the specimen as can be seen in figure 2. This linear support makes it possible not to degrade the surface of the specimen, unlike the ends sharp points which tend to dig holes in the surface, which can form an incipient fracture. Another advantage of this linear bearing is that it reduces the contact surface between the teeth and the specimen, ensuring that the entire surface of the end of the teeth is in contact with the exposed surface of the specimen. This improves the quality of the contact between the teeth and the specimen, and thus improves the accuracy of the measurement.
De manière avantageuse, les dents centrale 32 et/ou latérales 12 sont fabriquées en tant que consommables. Ainsi, en cas de dégradation des dents lors de la rupture de l’éprouvette, les dents abîmées peuvent être facilement remplacées par des dents neuves.Advantageously, the central 32 and/or lateral 12 teeth are manufactured as consumables. Thus, in the event of degradation of the teeth when the specimen breaks, the damaged teeth can be easily replaced by new teeth.
Sur la figure 2, la fourche contacte une partie amincie 74 de l’éprouvette, dite partie « utile », dans laquelle ont été réalisées deux renfoncements 75. Ceci permet de réduire la résistance mécanique de l’éprouvette au niveau de la partie utile et de la rendre ainsi plus déformable.In FIG. 2, the fork contacts a thinned part 74 of the specimen, called the "useful" part, in which two recesses 75 have been made. This makes it possible to reduce the mechanical resistance of the specimen at the level of the useful part and to make it more deformable.
Le dispositif de mesure 1 comprend en outre un dispositif de charge pour appliquer une charge constante sur les dents centrale 32 et latérales 12, afin de permettre auxdites dents de rester au contact de la surface supérieure 71 de l’éprouvette au fur et à mesure que l’éprouvette se déforme au cours de l’essai.The measuring device 1 further comprises a load device for applying a constant load on the central 32 and lateral 12 teeth, in order to allow said teeth to remain in contact with the upper surface 71 of the specimen as the the specimen deforms during the test.
Le dispositif de charge comprend un premier support de charge 20 et un deuxième support de charge 40.The charging device includes a first charging cradle 20 and a second charging cradle 40.
Le premier support de charge 20 est relié au tube 11, de préférence à la portion supérieure 18 du tube, et permet d’appliquer une charge constante sur ledit tube afin de le contraindre à se déplacer en translation selon l’axe A vers le bas, en direction de l’éprouvette 70, au fur et à mesure que la surface supérieure de l’éprouvette se déforme. Dès lors, le support 14 et les dents latérales 12 sont également contraints à se déplacer de manière solidaire au tube 11.The first load support 20 is connected to the tube 11, preferably to the upper portion 18 of the tube, and makes it possible to apply a constant load to said tube in order to force it to move in translation along the axis A downwards. , in the direction of the specimen 70, as the upper surface of the specimen deforms. Therefore, the support 14 and the side teeth 12 are also forced to move integrally with the tube 11.
En référence aux figures 4, 5, et 6, le premier support de charge 20 comprend une barre 21 fixée au tube 11, positionnée de manière sensiblement perpendiculaire au tube. La barre 21 est fixée au niveau de sa partie centrale au tube par l’intermédiaire d’un moyen de fixation.Referring to Figures 4, 5, and 6, the first load carrier 20 comprises a bar 21 fixed to the tube 11, positioned substantially perpendicular to the tube. The bar 21 is fixed at its central part to the tube by means of a fixing means.
Le moyen de fixation comprend de préférence une pince 22 munie d’une bride 23 qui enserre la partie centrale de la barre 21, et des mâchoires 29 qui enserrent la portion supérieure 18 du tube, permettant ainsi la fixation de la barre 21 du support de charge au tube 11. On comprendra que d’autres moyens de fixation sont possibles, pour autant qu’ils assurent une fixation de la barre dans une position sensiblement perpendiculaire au tube.The fixing means preferably comprises a clamp 22 provided with a flange 23 which grips the central part of the bar 21, and jaws 29 which grip the upper portion 18 of the tube, thus allowing the fixing of the bar 21 of the support of load to the tube 11. It will be understood that other fastening means are possible, provided that they secure the bar in a position substantially perpendicular to the tube.
Selon un mode de réalisation, la portion centrale de la barre 21 est filetée, et le moyen de fixation comprend en outre des écrou 80 adaptés pour être vissés sur le filetage de la barre 21 afin d’assurer la fixation de la tige à la bride 23.According to one embodiment, the central portion of the bar 21 is threaded, and the fixing means further comprises nuts 80 adapted to be screwed onto the thread of the bar 21 in order to ensure the fixing of the rod to the flange 23.
Les mâchoires 29 de la pince sont maintenues refermées sur le tube grâce à des vis de serrage 24.The jaws 29 of the clamp are held closed on the tube by clamping screws 24.
La barre 21 définit ainsi deux parties de barre 21a, 21b qui s’étendent de part et d’autre du tube 11, et qui ont sensiblement la même longueur.The bar 21 thus defines two bar parts 21a, 21b which extend on either side of the tube 11, and which have substantially the same length.
Selon un mode de réalisation, les parties de barre 21a, 21b forment chacune une barre à part entière fixée à la pince 22.According to one embodiment, the bar parts 21a, 21b each form a full-fledged bar attached to the clamp 22.
Les parties de barre 21a, 21b comprennent chacune des roulements 28. Les roulements sont montés en rotation autour desdites parties de barre, et sont fixes en translation par rapport auxdites parties de tige.The bar parts 21a, 21b each include bearings 28. The bearings are rotatably mounted around said bar parts, and are fixed in translation with respect to said rod parts.
Le premier support de charge 20 comprend en outre des charges 25 permettant d’appliquer une charge constante d’une valeur déterminée sur le tube 11.The first load support 20 further comprises loads 25 making it possible to apply a constant load of a determined value to the tube 11.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, le premier support de charge 20 est un support de charge à balancier, dans lequel les charges 25 se présentent sous la forme de masses positionnées aux extrémités libres de la barre 21 pour équilibrer le balancier.According to the embodiment shown in Figures 4 and 5, the first load carrier 20 is a balance load carrier, in which the loads 25 are in the form of masses positioned at the free ends of the bar 21 to balance the pendulum.
Le poids des masses est ajusté afin d’imposer un effort déterminé à la dent centrale 32 permettant de conserver la dent centrale en appui de contre la surface supérieure 71 de l’éprouvette lors de l’essai.The weight of the masses is adjusted in order to impose a determined force on the central tooth 32 making it possible to keep the central tooth bearing against the upper surface 71 of the specimen during the test.
Le moyen de fixation de la barre 21 au tube 11 comprend également une pièce cylindrique 26 qui surmonte la pince 22. La pièce cylindrique 26 s’étend depuis la surface supérieure de la pince, autour de la portion supérieure 18 du tube incluant l’extrémité du tube. La pièce cylindrique 26 est avantageusement munie d’un alésage 82 dans lequel est reçue la portion supérieure 34 de la tige 31, et qui permet ainsi de guider ladite tige 31 dans le tube 11 de manière à ce qu’elle ne frotte pas contre la paroi interne du tube.The means for fixing the bar 21 to the tube 11 also comprises a cylindrical part 26 which surmounts the clamp 22. The cylindrical part 26 extends from the upper surface of the clamp, around the upper portion 18 of the tube including the end of the tube. The cylindrical part 26 is advantageously provided with a bore 82 in which is received the upper portion 34 of the rod 31, and which thus makes it possible to guide said rod 31 in the tube 11 so that it does not rub against the inner wall of the tube.
La pièce cylindrique 26 est munie d’une gorge 27 configurée pour recevoir le bec 52 du bras inférieur 51 du dispositif de mesure 50 qui sera décrit plus en détail dans la suite.The cylindrical part 26 is provided with a groove 27 configured to receive the beak 52 of the lower arm 51 of the measuring device 50 which will be described in more detail below.
Le deuxième support de charge 40 est relié à la tige 31, de préférence à la portion supérieure 34 de la tige, et permet d’appliquer une charge constante sur ladite tige afin de la contraindre à se déplacer en translation selon l’axe A vers le bas, en direction de l’éprouvette, au fur et à mesure que la surface supérieure de l’éprouvette se déforme.The second load support 40 is connected to the rod 31, preferably to the upper portion 34 of the rod, and makes it possible to apply a constant load to said rod in order to force it to move in translation along the axis A towards downward, toward the specimen, as the top surface of the specimen deforms.
Le deuxième support de charge 40 comprend une barre 41 fixée à la tige 31, positionnée de manière sensiblement perpendiculaire à ladite tige. La barre 41 est fixée au niveau de sa partie centrale à la tige 31 de la fourche par l’intermédiaire d’un moyen de fixation.The second load support 40 comprises a bar 41 fixed to the rod 31, positioned substantially perpendicular to said rod. The bar 41 is fixed at its central part to the stem 31 of the fork by means of a fixing means.
Le moyen de fixation comprend de préférence une pince 42 munie d’une bride 43 qui enserre la partie centrale de la barre 41, et des mâchoires 49 qui enserrent la portion supérieure 31 de la tige, permettant ainsi la fixation de la barre 41 du support de charge à la tige 31. On comprendra que d’autres moyens de fixation sont possibles, pour autant qu’ils assurent une fixation de la barre 41 du deuxième support de charge dans une position sensiblement perpendiculaire à la tige 31.The fixing means preferably comprises a clamp 42 provided with a flange 43 which grips the central part of the bar 41, and jaws 49 which grip the upper portion 31 of the rod, thus allowing the fixing of the bar 41 of the support to the rod 31. It will be understood that other fastening means are possible, provided that they secure the bar 41 of the second load support in a position substantially perpendicular to the rod 31.
Selon un mode de réalisation, la portion centrale de la barre 41 est filetée, et le moyen de fixation comprend en outre des écrou 81 adaptés pour être vissés sur le filetage de la barre 41 afin d’assurer la fixation de ladite barre à la bride.According to one embodiment, the central portion of the bar 41 is threaded, and the fixing means further comprises nuts 81 adapted to be screwed onto the thread of the bar 41 in order to ensure the fixing of said bar to the flange .
Les mâchoires 49 de la pince sont maintenues refermées sur la tige 31 grâce à des vis de serrage 44.The jaws 49 of the pliers are kept closed on the rod 31 thanks to clamping screws 44.
Le positionnement axial de la pince 42 le long de la tige 31, ou hauteur de la pince, est ajusté de la manière souhaitée, puis la pince 42 est fixée à la tige 31, en particulier par les écrous 81.The axial positioning of the clamp 42 along the rod 31, or height of the clamp, is adjusted as desired, then the clamp 42 is fixed to the rod 31, in particular by the nuts 81.
La barre 41 du deuxième support de charge définit ainsi deux parties de barre 41a, 41b qui s’étendent de part et d’autre de la tige 31, et qui ont sensiblement la même longueur.The bar 41 of the second load support thus defines two bar parts 41a, 41b which extend on either side of the rod 31, and which have substantially the same length.
Selon un mode de réalisation, les parties de barre 41a, 41b forment chacune une barre à part entière montée sur la pince 42.According to one embodiment, the bar parts 41a, 41b each form a full-fledged bar mounted on the clamp 42.
Les parties de barre 41a, 41b comprennent chacune des roulements 48. Les roulements sont montés en rotation autour desdites parties de barre, et sont fixes en translation par rapport auxdites parties de barre.The bar parts 41a, 41b each include bearings 48. The bearings are rotatably mounted around said bar parts, and are fixed in translation with respect to said bar parts.
Le deuxième support de charge 40 comprend en outre des charges 45 permettant d’appliquer une charge constante d’une valeur déterminée sur la tige 31 de la fourche.The second load support 40 further comprises loads 45 making it possible to apply a constant load of a determined value to the stem 31 of the fork.
Le poids des masses est ajusté afin d’imposer un effort déterminé aux dents latérales 12 permettant de conserver les dents latérales 12 en appui de contre la surface supérieure 71 de l’éprouvette lors de l’essai.The weight of the masses is adjusted in order to impose a determined force on the side teeth 12 making it possible to keep the side teeth 12 resting against the upper surface 71 of the specimen during the test.
Le moyen de fixation de la tige du deuxième support de charge à la tige de la fourche comprend également une pièce cylindrique 46 qui s’étend depuis la surface inférieure de la pince 42, autour de la portion supérieure 34 de la tige de la fourche. La pièce cylindrique 46 est avantageusement munie d’un alésage 83 dans lequel est reçue la portion supérieure 34 de la tige, et qui permet ainsi d’assurer l’alignement de la tige 31 avec l’axe A, et d’améliorer le guidage sans frottement de ladite tige 31 dans le tube 11.The means for attaching the stem of the second load carrier to the stem of the fork also comprises a cylindrical part 46 which extends from the lower surface of the clamp 42, around the upper portion 34 of the stem of the fork. The cylindrical part 46 is advantageously provided with a bore 83 in which the upper portion 34 of the rod is received, and which thus makes it possible to ensure the alignment of the rod 31 with the axis A, and to improve the guiding without friction of said rod 31 in the tube 11.
La pièce cylindrique 46 est munie d’une gorge 47 configurée pour recevoir le bec 54 du bras supérieur 53 du dispositif de mesure 50 qui sera décrit plus en détail dans la suite.The cylindrical part 46 is provided with a groove 47 configured to receive the beak 54 of the upper arm 53 of the measuring device 50 which will be described in more detail below.
Les pièces cylindriques 26 et 46 du premier et du deuxième support de charge 20 et 40 ménagent entre elles un espace 84 traversé par la tige 31.The cylindrical parts 26 and 46 of the first and of the second load support 20 and 40 leave between them a space 84 through which the rod 31 passes.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, le deuxième support de charge 40 est un support de charge à balancier, dans lequel les charges 45 se présentent sous la forme de masses positionnées aux extrémités libres de la barre 41 pour équilibrer le balancier.According to the embodiment shown in Figures 4 and 5, the second load carrier 40 is a balance load carrier, in which the loads 45 are in the form of masses positioned at the free ends of the bar 41 to balance the pendulum.
Lorsque le premier et le deuxième support de charge 20 et 40 sont des balanciers, les caractéristiques de chacune de leurs masses respectives, telles que leur forme, leur montage sur les balanciers, en particulier la longueur des parties de tige entre la portion centrale de la tige et les masses, ainsi que leur charge, sont ajustées de manière à maintenir le centre de gravité des balanciers avec le dispositif de mesure 50 dans l’axe A du tube 11 et de la tige 31, afin qu’il n’y ait pas de moment dans le tube. En d’autres termes, toute rotation du tube 11 et de la tige 31 autour de l’axe A est impossible. De ce fait, on évite tout frottement parasitaire entre ces différents éléments.When the first and the second load support 20 and 40 are rockers, the characteristics of each of their respective masses, such as their shape, their mounting on the rockers, in particular the length of the rod parts between the central portion of the rod and the masses, as well as their load, are adjusted so as to maintain the center of gravity of the balances with the measuring device 50 in the axis A of the tube 11 and of the rod 31, so that there is no no moment in the tube. In other words, any rotation of tube 11 and rod 31 around axis A is impossible. As a result, any parasitic friction between these various elements is avoided.
Les masses 25, 45 de chacun des balanciers peuvent ainsi avoir des caractéristiques identiques et des caractéristiques différentes l’une de l’autre. Sur les figures 4 et 5, l’une des masses de chacun des balanciers, située sur le côté gauche du tube 11 dans le plan de la feuille, est plus petite que l’autre afin de compenser le poids du dispositif de mesure 50 également positionné à gauche du tube 11.The masses 25, 45 of each of the balances can thus have identical characteristics and different characteristics from each other. In Figures 4 and 5, one of the masses of each of the pendulums, located on the left side of the tube 11 in the plane of the sheet, is smaller than the other in order to compensate for the weight of the measuring device 50 also positioned to the left of tube 11.
Le dispositif de mesure 50 comprend un capteur 55, ainsi que deux bras 51, 53 qui s’étendent depuis le capteur. Le bras inférieur 51 est relié à la portion supérieure 18 du tube 11 par l’intermédiaire de son bec 52 inséré dans la gorge 27 de la pièce cylindrique 26 du premier support de charge 20. Le bras supérieur 53 est relié à la portion supérieure 34 de la tige 31 par l’intermédiaire de son bec 54 inséré dans la gorge 47 de la pièce cylindrique 46 du deuxième support de charge 40.The measuring device 50 comprises a sensor 55, as well as two arms 51, 53 which extend from the sensor. The lower arm 51 is connected to the upper portion 18 of the tube 11 via its spout 52 inserted into the groove 27 of the cylindrical part 26 of the first load support 20. The upper arm 53 is connected to the upper portion 34 of the rod 31 via its beak 54 inserted into the groove 47 of the cylindrical part 46 of the second load support 40.
L’écart ΔB entre les bras 51, 53 du dispositif de mesure est donc fonction de l’espace entre les supports de charge 20, 40. Cet écart ΔB varie lors de la déformation de la surface exposée de l’éprouvette, de manière correspondante à la variation du différentiel ΔL entre l’extrémité de la dent centrale 32 et l’extrémité inférieure des dents latérales 12.The difference ΔB between the arms 51, 53 of the measuring device is therefore a function of the space between the load supports 20, 40. This difference ΔB varies during the deformation of the exposed surface of the specimen, correspondingly to the variation of the differential ΔL between the end of the central tooth 32 and the lower end of the side teeth 12.
La mesure de la variation de l’écart ΔB entre les bras du dispositif de mesure 50 au cours de l’essai de déformation en flexion permet alors de déterminer la valeur de la déformation de la surface exposée de l’éprouvette en fonction de la force appliquée sur l’éprouvette par la machine d’essai. Cet aspect sera expliqué plus en détail dans la suite du présent texte.The measurement of the variation in the difference ΔB between the arms of the measuring device 50 during the bending deformation test then makes it possible to determine the value of the deformation of the exposed surface of the specimen as a function of the force applied to the specimen by the testing machine. This aspect will be explained in more detail later in this text.
Le système de mesure de l’invention permet ainsi de déporter le capteur de mesure, positionné dans l’état de l’art directement sur l’éprouvette ou à son voisinage, ce qui évite toute dégradation du capteur, et permet la réalisation d’essais de déformation en flexion sous haute température, la température étant choisie en fonction du matériau à examiner.The measurement system of the invention thus makes it possible to deport the measurement sensor, positioned in the state of the art directly on the specimen or in its vicinity, which avoids any degradation of the sensor, and allows the realization of bending deformation tests under high temperature, the temperature being chosen according to the material to be examined.
De plus un seul capteur suffit, contre deux habituellement, et ce capteur mesure uniquement la variation de la courbure. Ainsi, il est possible de prévoir un capteur avec une petite course afin d’avoir une grande précision de mesure (précision inférieure au micromètre).In addition, a single sensor is sufficient, compared to usually two, and this sensor only measures the variation in curvature. Thus, it is possible to provide a sensor with a short stroke in order to have a high measurement precision (precision less than a micrometer).
De préférence, le système de mesure 1 comprend en outre une structure 60.Preferably, the measurement system 1 further comprises a structure 60.
En référence à la figure 7, la structure 60 se présente sous la forme d’un tube creux, comprenant une paroi 61 qui s’étend autour de l’axe A du tube 11. La paroi définit un volume interne délimité par une ouverture supérieure 62 prévue dans la portion supérieure de la structure, et par une ouverture inférieure 63 prévue dans la portion inférieure de la structure.Referring to Figure 7, the structure 60 is in the form of a hollow tube, comprising a wall 61 which extends around the axis A of the tube 11. The wall defines an internal volume delimited by an upper opening 62 provided in the upper portion of the structure, and by a lower opening 63 provided in the lower portion of the structure.
En référence à la figure 9, la portion supérieure de la structure sert d’interface connecté à la cellule de force de la machine d’essai (non représentée), et la portion inférieure de la structure sert d’interface connecté au montage quatre points 80 via une ligne d’amarrage 81. La structure 60 prolonge ainsi la ligne d’amarrage, et assure le transfert des efforts mécaniques entre la machine d’essai et le montage quatre points 80.Referring to Figure 9, the upper portion of the structure serves as an interface connected to the load cell of the testing machine (not shown), and the lower portion of the structure serves as an interface connected to the four-point mounting 80 via a mooring line 81. The structure 60 thus extends the mooring line, and ensures the transfer of mechanical forces between the testing machine and the four-point assembly 80.
Selon un mode de réalisation, le système de mesure comprend un bouchon centreur 68 positionné dans la ligne d’amarrage 81, au niveau de l’ouverture inférieure 63 de la structure, de manière à obturer au moins partiellement ladite ouverture inférieure.According to one embodiment, the measurement system comprises a centering plug 68 positioned in the mooring line 81, at the level of the lower opening 63 of the structure, so as to at least partially close said lower opening.
Le bouchon centreur 68 a une forme cylindrique, et comprend une ouverture en son centre formant un passage dans lequel s’étend le tube 11. Le bouchon centreur permet ainsi de guider le tube 11 dans la ligne d’amarrage 81 le long de l’axe A.The centering plug 68 has a cylindrical shape, and comprises an opening in its center forming a passage in which the tube 11 extends. The centering plug thus makes it possible to guide the tube 11 in the mooring line 81 along the A axis.
Le volume interne de la structure 60 sert de logement à une partie du système de mesure 1.The internal volume of the structure 60 serves as a housing for part of the measurement system 1.
La structure 60 renferme ainsi, dans son volume interne, les portions supérieures du tube 11 et de la tige 31, ainsi que les moyens de fixation 22, 42 des supports de charge 20, 40 au tube et de la tige.The structure 60 thus contains, in its internal volume, the upper portions of the tube 11 and of the rod 31, as well as the means 22, 42 for fixing the load supports 20, 40 to the tube and of the rod.
La paroi 61 est avantageusement munie de deux orifices traversants 64 positionnés en regard l’un de l’autre. Les orifices 64 forment chacun passage pour les parties de barre 21a, 21b, et 41a, 41b des supports de charge 20 et 40, qui s’étendent au travers desdits orifices 64 vers l’extérieur de la structure 60. Les charges 25, 45 des supports de charge 20 et 40 sont ainsi agencées à l’extérieur de la structure.The wall 61 is advantageously provided with two through holes 64 positioned opposite each other. The orifices 64 each form a passage for the bar parts 21a, 21b, and 41a, 41b of the load supports 20 and 40, which extend through said orifices 64 towards the outside of the structure 60. The loads 25, 45 load supports 20 and 40 are thus arranged outside the structure.
De préférence, les orifices 64 forment un passage également pour les bras 51, 52 du dispositif de mesure 50, qui s’étendent au travers desdits orifices 64 vers l’extérieur de la structure 60. Le capteur 55 du dispositif de mesure est ainsi agencé à l’extérieur de la structure.Preferably, the orifices 64 also form a passage for the arms 51, 52 of the measuring device 50, which extend through said orifices 64 towards the outside of the structure 60. The sensor 55 of the measuring device is thus arranged outside the structure.
Les deux orifices 64 sont chacun délimités par une bordure 65 de la paroi. La bordure 65 de chacun des orifices comprend deux portions longitudinales 66 en regard l’une de l’autre qui s’étendent dans la longueur de la structure de manière parallèle à l’axe A, et deux portions latérales 67 en regard l’une de l’autre qui relient les deux potions longitudinales.The two orifices 64 are each delimited by an edge 65 of the wall. The edge 65 of each of the orifices comprises two longitudinal portions 66 facing each other which extend along the length of the structure parallel to the axis A, and two lateral portions 67 facing each other. on the other which connect the two longitudinal potions.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 7 et 8, les orifices 64 ont une forme oblongue, dont les portions longitudinales 66 sont de grande longueur devant celle de leurs portions latérales courbées 67.According to the embodiment shown in Figures 7 and 8, the orifices 64 have an oblong shape, the longitudinal portions 66 of which are of great length compared to that of their curved side portions 67.
Les portions longitudinales 66 des orifices 64 forment un chemin sur lequel sont aptes à se déplacer les roulements 28, 48 des supports de charge inférieur et supérieur 20, 40.The longitudinal portions 66 of the orifices 64 form a path on which the bearings 28, 48 of the lower and upper load supports 20, 40 are able to move.
Plus précisément, les roulements 28 du support de charge inférieur 20 se situent en regard des bordures 65 des orifices 64 et sont configurés pour rouler le long des portions longitudinales 66 desdits orifices lorsque le tube 11 se déplace en translation le long de l’axe A.More specifically, the bearings 28 of the lower load support 20 are located opposite the edges 65 of the orifices 64 and are configured to roll along the longitudinal portions 66 of said orifices when the tube 11 moves in translation along the axis A .
Les roulements 48 du support de charge supérieur 40 se situent en regard des bordures 65 des orifices 64 et sont configurés pour rouler le long des portions longitudinales 66 desdits orifices lorsque la tige 31 se déplace en translation le long de l’axe A.The bearings 48 of the upper load support 40 are located opposite the edges 65 of the orifices 64 and are configured to roll along the longitudinal portions 66 of said orifices when the rod 31 moves in translation along the axis A.
Les portions longitudinales 66 des orifices 64 de la structure permettent ainsi de guider le tube 11 et la tige 31 selon un mouvement de translation axiale le long de l’axe A, et jouent le rôle d’une butée pour les roulements 28, 48 qui empêche toute rotation du tube 11 et de la tige 31 autour de l’axe A. Par conséquent, les supports de charge 20, 40 ainsi que le dispositif de mesure 50 sont contraints à se déplacer, avec le tube 11 et la tige 31, uniquement selon un mouvement de translation le long de l’axe A. Tout autre mouvement, en particulier de rotation autour de l’axe A, est évité, ce qui améliore la précision de la mesure.The longitudinal portions 66 of the orifices 64 of the structure thus make it possible to guide the tube 11 and the rod 31 according to an axial translation movement along the axis A, and play the role of a stop for the bearings 28, 48 which prevents any rotation of the tube 11 and the rod 31 around the axis A. Consequently, the load supports 20, 40 as well as the measuring device 50 are forced to move, with the tube 11 and the rod 31, only according to a translation movement along the axis A. Any other movement, in particular rotation around the axis A, is avoided, which improves the accuracy of the measurement.
Un avantage des orifices 64 de forme oblongue est qu’en fin de déplacement axial de la tige 31 ou du tube 11, lorsque les roulements 28, 48 se trouvent à proximité des portions latérales 67, la forme courbée desdites portions latérales 67 épouse celles des roulements, ce qui permet aux roulements de rouler sur les portions latérales courbées des bordures, et d’accompagner ainsi la fin du déplacement du tube 11 ou de la tige 31 sans former de butée nette. La précision de la mesure est alors améliorée.An advantage of the orifices 64 of oblong shape is that at the end of the axial displacement of the rod 31 or of the tube 11, when the bearings 28, 48 are close to the side portions 67, the curved shape of the said side portions 67 matches those of the bearings, which allows the bearings to roll on the curved side portions of the edges, and thus to accompany the end of the displacement of the tube 11 or of the rod 31 without forming a clear stop. The precision of the measurement is then improved.
Le fonctionnement du système de mesure 1 va maintenant être décrit.The operation of the measurement system 1 will now be described.
A l’état initial, avant réalisation de l’essai, l’éprouvette 70 est au repos et s’étend de manière sensiblement linéaire entre les quatre points du montage 80.In the initial state, before carrying out the test, the specimen 70 is at rest and extends in a substantially linear manner between the four points of the assembly 80.
La fourche est en appui contre la portion centrale utile de l’éprouvette. En détail, la dent centrale 32 est maintenue en appui contre la surface supérieure 71 de l’éprouvette grâce à l’effort imposé par le deuxième support de charge 40 sur la barre 21 de la fourche. Les dents latérales 12 sont maintenues en appui contre la surface supérieure 71 de l’éprouvette grâce à l’effort imposé par le premier support de charge 20 sur le tube et par suite sur les dents latérales 12.The fork rests against the useful central portion of the specimen. In detail, the central tooth 32 is held in abutment against the upper surface 71 of the specimen thanks to the force imposed by the second load support 40 on the bar 21 of the fork. The lateral teeth 12 are held against the upper surface 71 of the specimen thanks to the force imposed by the first load support 20 on the tube and consequently on the lateral teeth 12.
L’écart ΔL entre l’extrémité inférieure de la dent centrale 32 et l’extrémité inférieure des dents latérales 12, noté ΔL0, est nul. A cet écart ΔL0correspond une valeur initiale notée ΔB0de l’écart ΔB entre les bras 51, 53 du dispositif de mesure 50.The difference ΔL between the lower end of the central tooth 32 and the lower end of the lateral teeth 12, denoted ΔL 0 , is zero. To this difference ΔL 0 corresponds an initial value denoted ΔB 0 of the difference ΔB between the arms 51, 53 of the measuring device 50.
Une contrainte mécanique est appliquée sur l’éprouvette via le montage quatre points 80, au moyen de la cellule de force de la machine d’essai. La contrainte mécanique est transférée la machine d’essai au montage quatre points par l’intermédiaire de la structure 60.A mechanical stress is applied to the specimen via the four-point mounting 80, by means of the load cell of the testing machine. The mechanical stress is transferred from the testing machine to the four-point mounting via structure 60.
L’application d’une contrainte mécanique sur l’éprouvette 70 provoque une déformation de l’éprouvette, et en particulier une déformation en flexion de sa surface supérieure 71.The application of a mechanical stress on the specimen 70 causes a deformation of the specimen, and in particular a deformation in bending of its upper surface 71.
La portion utile de l’éprouvette dans un état déformé est représentée sur la figure 3.The useful portion of the specimen in a deformed state is shown in Figure 3.
Au fur et à mesure de la déformation de l’éprouvette 70, le tube 11 et le support de charge inférieur 20 se déplacent en translation selon l’axe A vers le bas du fait de l’effort imposé par les charges sur ledit tube, et suivent ainsi la déformation de la surface supérieure 71 de l’éprouvette. Les roulements 28 roulent le long des parois longitudinales 66 des ouvertures 64 de la structure 60, ce qui assure le guidage en translation du tube 11 et du premier support de charge 20 tout en empêchant tout mouvement de rotation autour de l’axe A. Les extrémités des dents latérales 12 demeurent ainsi en appui contre la surface supérieure de l’éprouvette pendant la déformation ladite surface.As the deformation of the specimen 70 progresses, the tube 11 and the lower load support 20 move in translation along the axis A downwards due to the force imposed by the loads on said tube, and thus follow the deformation of the upper surface 71 of the specimen. The bearings 28 roll along the longitudinal walls 66 of the openings 64 of the structure 60, which ensures the translational guidance of the tube 11 and of the first load support 20 while preventing any rotational movement around the axis A. ends of the lateral teeth 12 thus remain in abutment against the upper surface of the specimen during the deformation of said surface.
Le bras inférieur 51 du dispositif de mesure 50, relié au tube 11, se déplace en translation selon l’axe A de manière solidaire audit tube.The lower arm 51 of the measuring device 50, connected to the tube 11, moves in translation along the axis A integrally with said tube.
La tige 31 de la fourche et le deuxième support de charge 40 se déplacent en translation selon l’axe A vers le bas du fait de l’effort imposé par les charges sur ladite tige 31. Les roulements 48 roulent le long des parois longitudinales 66 des ouvertures 64 de la structure, ce qui assure le guidage en translation de la tige 31 et du deuxième support de charge 40 tout en empêchant tout mouvement de rotation autour de l’axe A. L’extrémité de la dent centrale 32 demeure ainsi en appui contre la surface supérieure de l’éprouvette pendant la déformation ladite surface.The stem 31 of the fork and the second load support 40 move in translation along the axis A downwards due to the force imposed by the loads on said stem 31. The bearings 48 roll along the longitudinal walls 66 openings 64 of the structure, which ensures the translational guidance of the rod 31 and of the second load support 40 while preventing any rotational movement around the axis A. The end of the central tooth 32 thus remains in support against the upper surface of the specimen during the deformation of said surface.
Le bras supérieur 53 du dispositif de mesure 50, relié à la tige 31 de la fourche, se déplace en translation selon l’axe A de manière solidaire à ladite tige.The upper arm 53 of the measuring device 50, connected to the stem 31 of the fork, moves in translation along the axis A integrally with said stem.
Comme illustré sur la figure 3, la portion utile 74 de l’éprouvette dans un état déformé présente un profil en forme de V. En effet, la surface supérieure 71 de l’éprouvette est davantage comprimée au niveau de la zone d’appui centrale 72 qu’au niveau des zones d’appui latérales 73.As illustrated in FIG. 3, the useful portion 74 of the specimen in a deformed state has a V-shaped profile. In fact, the upper surface 71 of the specimen is more compressed at the level of the central support zone. 72 than at the level of the lateral support zones 73.
Dès lors, l’extrémité de la dent centrale 32 est plus basse que celle des dents latérales 12. L’écart ΔL entre la dent centrale 32 et les dents latérales 12 augmente donc par rapport à l’état initial, et est égal à ΔL1. A cet écart ΔL1correspond une variation correspondante de l’écart ΔB entre les bras du dispositif de mesure, notée ΔB1.Consequently, the end of the central tooth 32 is lower than that of the lateral teeth 12. The difference ΔL between the central tooth 32 and the lateral teeth 12 therefore increases with respect to the initial state, and is equal to ΔL 1 . To this difference ΔL 1 corresponds a corresponding variation of the difference ΔB between the arms of the measuring device, denoted ΔB 1 .
Au fur et à mesure de la déformation de l’éprouvette, la surface de l’éprouvette se déforme encore davantage au niveau de la zone d’appui centrale 72 comparativement aux zones d’appui latérales 73. Dès lors, la tige 31 continue de se déplacer par rapport au tube 11. L’extrémité inférieure de la dent centrale 32 dépasse alors encore davantage par rapport aux extrémités des dents latérales 12. Par conséquent ΔL augmente.As the deformation of the specimen progresses, the surface of the specimen deforms even more at the level of the central support zone 72 compared to the lateral support zones 73. Consequently, the rod 31 continues to move relative to the tube 11. The lower end of the central tooth 32 then protrudes even further relative to the ends of the side teeth 12. Consequently ΔL increases.
Une augmentation de ΔL induit une augmentation correspondante de ΔB, dont la mesure donne la déformation en flexion de la surface exposée de l’éprouvette.An increase in ΔL induces a corresponding increase in ΔB, the measurement of which gives the flexural strain of the exposed surface of the specimen.
L’appui simultané de la dent centrale 32 et des dents latérales 12 sur la surface supérieure 71 de l’éprouvette, maintenu grâce aux efforts constants appliqués par les dispositifs de charge 20, 40, permet d’obtenir une mesure précise et fiable de la déformation en flexion de ladite surface.The simultaneous support of the central tooth 32 and the lateral teeth 12 on the upper surface 71 of the specimen, maintained thanks to the constant forces applied by the load devices 20, 40, makes it possible to obtain an accurate and reliable measurement of the bending deformation of said surface.
Claims (10)
- une première partie comprenant :
des dents latérales (12), configurées pour être en appui contre une surface supérieure (71) de l’éprouvette en deux zones d’appui latérales (73) respectives,
un premier support de charge (20) relié aux dents latérales (12), configuré pour appliquer auxdites dents latérales (12) un effort constant orienté vers l’éprouvette (70),
la première partie étant mobile en translation selon un axe (A) perpendiculaire au plan de la surface supérieure (71) de l’éprouvette,
- une deuxième partie comprenant :
une dent centrale (32) parallèle aux dents latérales (12), configurée pour être en appui contre la surface supérieure (71) de l’éprouvette en une zone d’appui centrale (72) agencée entre les zones d’appui latérales (73),
un deuxième support de charge (40) relié à la dent centrale (32), configuré pour appliquer à ladite dent centrale (32) un effort constant orienté vers l’éprouvette (70),
la deuxième partie étant mobile en translation par rapport à la première partie selon un axe parallèle à l’axe (A) de la première partie,
- un dispositif de mesure comprenant un capteur de déformation (50), le capteur de déformation comprenant :
un premier bras (51) relié à la première partie,
un deuxième bras (53) relié à la deuxième partie,
dans lequel le premier bras (51) et le deuxième bras (53) sont séparés l’un de l’autre d’un écart variable (ΔB), le dispositif de mesure étant configuré pour mesurer ledit écart variable (ΔB).System for measuring (1) a surface deformation in bending of a material, suitable for cooperating with a bending test machine provided with a four-point bending assembly (80) making it possible to deform a specimen (70) said material, said measuring system (1) comprising:
- a first part comprising:
lateral teeth (12), configured to bear against an upper surface (71) of the specimen in two respective lateral bearing zones (73),
a first load support (20) connected to the side teeth (12), configured to apply to said side teeth (12) a constant force directed towards the specimen (70),
the first part being movable in translation along an axis (A) perpendicular to the plane of the upper surface (71) of the specimen,
- a second part comprising:
a central tooth (32) parallel to the lateral teeth (12), configured to bear against the upper surface (71) of the specimen in a central bearing zone (72) arranged between the lateral bearing zones (73 ),
a second load support (40) connected to the central tooth (32), configured to apply to said central tooth (32) a constant force directed towards the specimen (70),
the second part being movable in translation relative to the first part along an axis parallel to the axis (A) of the first part,
- a measuring device comprising a deformation sensor (50), the deformation sensor comprising:
a first arm (51) connected to the first part,
a second arm (53) connected to the second part,
wherein the first arm (51) and the second arm (53) are separated from each other by a variable deviation (ΔB), the measuring device being configured to measure said variable deviation (ΔB).
- les dents latérales (12) sont reliées à un tube creux (11) qui s’étend selon un axe (A) perpendiculaire au plan de la surface supérieure (71) de l’éprouvette,
- la dent centrale (32) se présente sous la forme d’une tige (31) coaxiale au tube (11), apte à dépasser axialement hors du tube depuis une extrémité inférieure (18) dudit tube, la dent centrale (32) étant configurée pour se déplacer en translation à l’intérieur dudit tube (11).A measuring system according to any preceding claim, wherein:
- the lateral teeth (12) are connected to a hollow tube (11) which extends along an axis (A) perpendicular to the plane of the upper surface (71) of the specimen,
- the central tooth (32) is in the form of a rod (31) coaxial with the tube (11), capable of projecting axially out of the tube from a lower end (18) of said tube, the central tooth (32) being configured to move in translation inside said tube (11).
- le premier support de charge (20) est relié au tube (11),
- le deuxième support de charge (40) est relié à une portion supérieure (34) de la tige (31) apte à dépasser axialement hors du tube (11) depuis une extrémité supérieure (18) dudit tube,
- le premier bras (51) du capteur de déformation (50) est relié au tube (11),
- le deuxième bras (53) du capteur de déformation (50) est relié à la portion supérieure (34) de la tige.Measuring system according to claim 3, in which:
- the first load carrier (20) is connected to the tube (11),
- the second load support (40) is connected to an upper portion (34) of the rod (31) able to protrude axially out of the tube (11) from an upper end (18) of the said tube,
- the first arm (51) of the deformation sensor (50) is connected to the tube (11),
- the second arm (53) of the deformation sensor (50) is connected to the upper portion (34) of the rod.
- le premier support de charge (20) comprend un balancier comprenant une barre (21) qui s’étend de manière perpendiculaire à l’axe de translation (A) de la première partie, et des masses (25) montées aux extrémités de la barre (21),
- le deuxième support de charge (40) comprend un balancier comprenant une barre (41) qui s’étend de manière perpendiculaire à l’axe de translation (A) de la deuxième partie, et des masses (45) montées aux extrémités de la barre (41),
et dans lequel les masses (25, 45) du premier support de charge (20) et du deuxième support de charge (40) sont configurées pour que le centre de gravité des balanciers et du capteur de déformation (50) soit aligné avec la dent centrale (32).A measuring system according to any preceding claim, wherein:
- the first load support (20) comprises a rocker comprising a bar (21) which extends perpendicularly to the translation axis (A) of the first part, and masses (25) mounted at the ends of the bar (21),
- the second load support (40) comprises a rocker comprising a bar (41) which extends perpendicular to the translation axis (A) of the second part, and masses (45) mounted at the ends of the bar (41),
and wherein the masses (25, 45) of the first load carrier (20) and the second load carrier (40) are configured so that the center of gravity of the rocker arms and the strain sensor (50) is aligned with the tooth central (32).
- la paroi latérale (61) de la structure (60) comprend deux ouvertures traversantes (64) en regard l’une de l’autre, délimitées par une bordure (65) de la paroi (61), et au travers desquelles s’étendent les balanciers du premier support de charge (20) et du deuxième support de charge (40),
- le balancier du premier support de charge (20) comprend des roulements (28) configurés pour rouler le long des bordures (65) des ouvertures (64) lorsque la première partie se déplace,
- le balancier du deuxième support de charge (40) comprend des roulements (48) configurés pour rouler le long des bordures (65) des ouvertures (64) lorsque la deuxième partie se déplace.Measuring system according to claims 5 and 6 taken in combination, in which:
- the side wall (61) of the structure (60) comprises two through openings (64) facing each other, delimited by an edge (65) of the wall (61), and through which extend the pendulums of the first load carrier (20) and of the second load carrier (40),
- the pendulum of the first load carrier (20) comprises bearings (28) configured to roll along the edges (65) of the openings (64) when the first part moves,
- the pendulum of the second load carrier (40) includes bearings (48) configured to roll along the edges (65) of the openings (64) when the second part moves.
- une machine d’essai en flexion muni d’un montage de flexion quatre points (80), ladite machine d’essai étant configurée pour appliquer une contrainte de déformation en flexion à l’éprouvette (70) par l’intermédiaire du montage quatre points (80) afin de déformer l’éprouvette (70) en flexion,
- un système de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, permettant de mesurer la déformation de surface en flexion de la surface supérieure (71) de l’éprouvette (70) en fonction de la contrainte de déformation appliquée par la machine d’essai.System for testing surface deformation in bending of a material in the form of a specimen, comprising:
- a bending testing machine provided with a four-point bending jig (80), said testing machine being configured to apply a bending deformation stress to the specimen (70) via the four-point jig points (80) in order to deform the specimen (70) in bending,
- a measurement system (1) according to any one of the preceding claims, making it possible to measure the surface deformation in bending of the upper surface (71) of the specimen (70) as a function of the deformation stress applied by the testing machine.
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112710563A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-27 | 中南大学 | Metal bar bending fatigue test method |
US11846613B2 (en) * | 2020-12-31 | 2023-12-19 | Bayou Holdco, Inc. | Strain testing rig and method of evaluating strain characteristics of specimen |
CN118293866B (en) * | 2024-03-12 | 2024-09-24 | 山东建筑大学 | Telescopic supporting device of LVDT measuring head and construction and use methods thereof |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1473646A1 (en) * | 1964-06-19 | 1969-10-30 | Vogt Dipl Ing Jes | Method for deformation measurement on materials and components |
JPS6234002A (en) * | 1985-08-07 | 1987-02-14 | Osaka Yogyo Taika Renga Kk | Method for mounting apparatus for measuring deformation of rotary kiln shell |
DE3714185A1 (en) * | 1987-04-29 | 1988-11-17 | Man Technologie Gmbh | Method and device for the measurement of the axial flexing of a sample bar |
US5083465A (en) * | 1990-12-24 | 1992-01-28 | General Electric Company | Probe for an extensometer |
US5535143A (en) * | 1993-12-15 | 1996-07-09 | Face; Allen | Rolling digital surface measurement apparatus |
US6568096B1 (en) * | 1999-02-22 | 2003-05-27 | Obschestvo s Ogranichennoi Otvetctvennostju “Tekhnomash” | Device and method for measuring shape deviations of a cylindrical workpiece and correcting steadying element and correcting follower for use therewith |
WO2011069219A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Nikola Dimitrov Panchev | A system for the measurement of the deviations from form and position of the surfaces and axes of rotational work-pieces towards a virtual primary datum |
WO2014104983A1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | Sieva, Podjetje Za Razvoj In Trzenje V Avtomobilski Industriji, D.O.O. | Process and apparatus for measuring of thickness of a probe during a tension test |
US20180112976A1 (en) * | 2015-03-31 | 2018-04-26 | Sck.Cen | Mechanical strain extensometer |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3056209A (en) * | 1960-01-04 | 1962-10-02 | Aeronautical Engineering Res I | Method and apparatus for measuring surface contours |
DE2617707C2 (en) * | 1975-04-23 | 1986-02-20 | The Rank Organisation Ltd., London | Device for measuring a surface |
GB8603060D0 (en) * | 1986-02-07 | 1986-03-12 | Rank Taylor Hobson Ltd | Usefulness of in situ roundness measurement |
US4914828A (en) * | 1988-08-09 | 1990-04-10 | Ppg Industries, Inc. | Surface inspection device and method |
US6912478B1 (en) * | 2003-08-12 | 2005-06-28 | Allen Face And Company, Lc | System for collecting data used by surface profiling scheme |
CN209264425U (en) * | 2018-11-28 | 2019-08-16 | 西安中捷飞工贸有限责任公司 | Aero-turbine rotor blade bending stiffness experimental rig |
-
2019
- 2019-02-21 FR FR1901727A patent/FR3093175B1/en active Active
-
2020
- 2020-02-20 US US16/796,753 patent/US11231265B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1473646A1 (en) * | 1964-06-19 | 1969-10-30 | Vogt Dipl Ing Jes | Method for deformation measurement on materials and components |
JPS6234002A (en) * | 1985-08-07 | 1987-02-14 | Osaka Yogyo Taika Renga Kk | Method for mounting apparatus for measuring deformation of rotary kiln shell |
DE3714185A1 (en) * | 1987-04-29 | 1988-11-17 | Man Technologie Gmbh | Method and device for the measurement of the axial flexing of a sample bar |
US5083465A (en) * | 1990-12-24 | 1992-01-28 | General Electric Company | Probe for an extensometer |
US5535143A (en) * | 1993-12-15 | 1996-07-09 | Face; Allen | Rolling digital surface measurement apparatus |
US6568096B1 (en) * | 1999-02-22 | 2003-05-27 | Obschestvo s Ogranichennoi Otvetctvennostju “Tekhnomash” | Device and method for measuring shape deviations of a cylindrical workpiece and correcting steadying element and correcting follower for use therewith |
WO2011069219A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Nikola Dimitrov Panchev | A system for the measurement of the deviations from form and position of the surfaces and axes of rotational work-pieces towards a virtual primary datum |
WO2014104983A1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | Sieva, Podjetje Za Razvoj In Trzenje V Avtomobilski Industriji, D.O.O. | Process and apparatus for measuring of thickness of a probe during a tension test |
US20180112976A1 (en) * | 2015-03-31 | 2018-04-26 | Sck.Cen | Mechanical strain extensometer |
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Publication number | Publication date |
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